มหาวิทยาลัยซีอานเจียวทงพัฒนา “เทคโนโลยีถ่านหินสะอาด” เพื่อลดปัญหามลพิษทางอากาศ
1 Feb 2017
ปัจจุบัน ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิงหลักในการผลิตกระแสไฟฟ้าและเป็นแหล่งพลังงานความร้อนที่สำคัญในภาคอุตสาหกรรม เช่น อุตสาหกรรมถลุงเหล็ก ปูนซีเมนต์ กระดาษและอาหาร เป็นต้น เนื่องจากมีราคาถูกและสามารถจัดหาได้ง่ายนอกจากนี้สารเคมีต่างๆ ในถ่านหินยังสามารถแยกออกมาเพื่อผลิตพลาสติก น้ำมันทาร์ ไฟเบอร์สังเคราะห์ ปุ๋ย และยาได้ สำหรับประเทศจีนซึ่งเป็นผู้ผลิต (ร้อยละ 38.74) และผู้ใช้ถ่านหินรายใหญ่ที่สุดของโลก ถ่านหินถูกนำมาใช้มากกว่า 20 ล้านตัน/ปี โดยเฉพาะการเผาถ่านหินในฤดูหนาวเพื่อใช้ในระบบทำความร้อน ส่งผลให้ไม่กี่ปีที่ผ่านมาประเทศจีนประสบปัญหามลพิษทางอากาศอย่างรุนแรง โดยเฉพาะในมณฑลส่านซี ซึ่งมีค่ามลพิษในอากาศอยู่ในเกณฑ์สูงอันดับต้นๆ ของประเทศ
โดยเทคโนโลยีถ่านหินแบบเดิมนั้นมีประสิทธิภาพต่ำ ใช้ปริมาณน้ำเยอะ และทำให้เกิดมลพิษทางอากาศ โดยมีการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ และก๊าซไนโตรเจนออกไซด์ และฝุ่นละออง ด้วยเหตุนี้ ทีมวิจัยจากภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยซีอานเจียวทง จึงได้ทำการวิจัย และพัฒนาเทคโนโลยีถ่านหินสะอาดกว่า
20 ปี เพื่อลดปัญหามลพิษทางอากาศ
ศาสตราจารย์ กัว เลี้ยจิ่น (Guo Lie Jin) หัวหน้าทีมวิจัยฯ กล่าวถึง หลักการสำคัญของเทคโนโลยีนี้ คือ การเผาถ่านหินด้วยหม้อไอน้ำแบบเหนือยิ่งยวด (Supercritical Boiler) ซึ่งสามารถลดต้นทุนด้วยการใช้ถ่านหินและน้ำน้อยลง แต่มีประสิทธิภาพ
ในการผลิตกระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น และที่สำคัญ คือ มีการปล่อยมลภาวะเป็นศูนย์ (Zero Pollutant Emission) โดยการให้ถ่านหินทำปฏิกิริยากับน้ำในสภาวะสุญญากาศภายใต้อุณหภูมิ 374.3 องศาเซลเซียส และแรงดันที่ 22.1 MPa ซึ่งไอน้ำที่ได้จะนำไปใช้ในการขับเคลื่อนกังหันเพื่อผลิตกระแสไฟฟ้า ส่วนเถ้าที่มีน้ำหนักมาก (เถ้าหนัก) จะตกลงสู่ด้านล่างของเตาเผา เถ้าที่มีน้ำหนักน้อย (เถ้าลอย) จะลอยขึ้นไปกับอากาศสู่ส่วนบนของเตาเผาและจะ ถูกดักจับด้วยเครื่องดักจับฝุ่นระบบไฟฟ้าสถิตย์ นอกจากนี้ ในถ่านหินจะมีกํามะถันเจือปนอยู่ เมื่อเกิดการเผาไหม้ กํามะถันจะกลายเป็นก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์และจะถูกดักจับด้วยเครื่องดักจับก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ก่อนที่จะปล่อยสู่ชั้นบรรยากาศต่อไป
ศาสตราจารย์ เจ้า เลี่ยง (Zhao Liang) หนึ่งในทีมวิจัยฯ กล่าวว่า “โรงไฟฟ้าขนาด 50 เมกะวัตต์ที่ใช้ร่วมกับเทคโนโลยีถ่านหินสะอาดที่กำลังพัฒนาอยู่นี้ มีประสิทธิภาพในการแปลงถ่านหินเป็นพลังงานไฟฟ้าได้ถึงร้อยละ 40 เมื่อเทียบกับโรงไฟฟ้าที่ใช้เทคโนโลยีถ่านหินแบบเดิมที่สามารถผลิตไฟฟ้าได้เพียงร้อยละ 32-34 อีกทั้งยังมีชั่วโมงในการทำงานที่ยาวขึ้น” อนึ่ง โรงไฟฟ้าถ่านหินของจีนใช้ถ่านหินเฉลี่ย 280-300 กรัม/กิโลวัตต์/ชั่วโมง แต่เทคโนโลยีถ่านหินสะอาดนี้จะใช้ถ่านหินเฉลี่ย 240-250 กรัม/กิโลวัตต์/ชั่วโมง ซึ่งสามารถลดปริมาณถ่านหินที่ใช้ได้กว่า 40-50 กรัม/กิโลวัตต์/ชั่วโมง
ล่าสุด เมื่อวันที่ 25 ธันวาคม 2559 มหาวิทยาลัยซีอานเจียวทงได้ขายเทคโนโลยีดังกล่าวให้แก่บริษัท China Nuclear Investment Co.,Ltd เพื่อนำไปใช้ในเชิงพาณิชย์ โดยคาดว่าจะสามารถนำมาใช้ได้จริงในปี 2562 ทั้งนี้ หากเทคโนโลยีดังกล่าวสามารถนำมาใช้ในมณฑลส่านซีได้อย่างทั่วถึง คาดว่าจะ สามารถลดการปล่อยไนโตรเจนออกไซด์ได้ถึง 427,000 ตัน/ปี ก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์ 366,000 ตันต่อ/ปี เศษฝุ่นจากถ่านหิน 66,900 ตัน/ปี และยังสามารถลดการใช้ถ่านหินถึงร้อยละ 25 ซึ่งเทคโนโลยีดังกล่าวจะช่วยลดต้นทุนการผลิตให้แก่ผู้ประกอบการ และสอดคล้องกับนโยบาลลดกำลังการผลิตและนโยบายการปฏิรูปพลังงานถ่านหินของรัฐบาลจีน ที่เน้นการพัฒนาอุตสาหกรรมและเศรษฐกิจโดยไม่ส่งผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมอีกด้วย อาจกล่าวได้ว่าเทคโนโลยีนี้ช่วยตอบโจทย์การพัฒนาคุณภาพสิ่งแวดล้อมในมณฑลส่านซีได้อย่างยั่งยืน
อ้างอิง
1. http://www.vcharkarn.com/varticle/33049
2. http://www.news.ifeng.com/a/20170109/50542348_0.shtml
3. http://www.hbzhan.com/news/detail/113956.html
4. http://www.cssn.cn
5. http://www.chinadaily.com.cn/business/tech/2016-12/26/content_27780018.htm
ที่มาของภาพ
1. http://hb.people.com.cn/n/2015/1111/c373364-27076227-30.html
